Газопламенная закалкалка

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов по термической обработке металлов: 
___Газопламенная закалкалка является наиболее экономичным видом термической обработки деталей. Наряду с индукционным нагревом для закалки за рубежом (во Франции, в Германии, Англии и США) широко применяется газопламенный нагрев. Простота, портативность и дешевизна установок для газопламенной закалки способствуют этому.
___Первоначально для газопламенного нагрева использовали только смеси кислород — воздух и ацетилен — кислород. В настоящее время часто применяют смесь природного газа и воздуха, что экономичнее. Закалка в масле требует большой предосторожности во избежание пожара; поэтому в каждом отдельном случае разрабатываются безопасные в пожарном отношении закалочные устройства для погружения деталей в закалочный бак. Закалке с газопламенным нагревом подвергают детали, изготовляемые из углеродистой стали с содержанием углерода 0,40—0,50%, а также из легированной. Газопламенному нагреву можно подвергать серый и ковкий чугуны, если количество связанного углерода в них находится в пределах 0,25—0,85%. Чугун, имеющий меньше 0,25% связанного углерода, не может подвергаться газопламенному нагреву под закалку, так как при этом времени для перехода графита в твердый раствор будет недостаточно. Ферритный ковкий чугун, в котором весь углерод находится в форме графита, не может подвергаться газо-пламенной закалке по этой же причине. В чугуне с содержанием связанного углерода больше 0,85% при быстром нагреве образуются трещины.
___Многие фирмы Англии и ФРГ широко применяют газопламенную закалку вместо цементации; длительность обработки от такой замены сокращается в 5—15 раз. Получается экономия и от замены стали. Например, фирма Peddinghaus, изготовляющая шестерни буксирных лебедок из цементуемой марганцево-молибденовой стали, заменила ее на углеродистую сталь. Нам приводится состав сталей, применяемых в Англии для газопламенной закалки. Из приведенного материала видно, что углеродистые стали имеют разнообразное применение. Установки для газопламенной закалки совершенствуются. В настоящее время температура нагрева и охлаждения регулируется автоматически с помощью пирометров и таймеров. Наиболее совершенным прибором для контроля и регулирования температуры является миллископ, схема которого приведена нам (обычные пирометры не пригодны при газопламенном нагреве из-за весьма быстрого повышения температуры более 80°С в секунду). Принцип работы миллископа заключается в сравнении двух источников излучения. Одним источником является нагретая поверхность детали, другим — тарированная лампа. Излучения воспринимаются фотоэлементом с сернистым свинцом. Превращение энергии радиации в электрическую в этом элементе происходит практически мгновенно, и запаздывание реакции миллископа зависит только от инерции указывающего прибора. На пути лучей помещается дисковый стробоскоп, приводимый в движение синхронным электродвигателем. Диск имеет отверстия, расположенные таким образом, что лучи, идущие от детали и от нити накала лампы, проектируются поочередно на фотоэлемент. Если степень радиации обоих излучений одинакова, в фотоэлементе возникает постоянный ток одинакового напряжения.
___При разной степени радиации возникает ток переменного напряжения. Через усилитель можно передать напряжение на указывающий прибор, но при этом нельзя установить, от какого источника радиации возбуждается ток большего напряжения, так как прибор показывает только разницу напряжений. Для того чтобы установить, какой .из двух источников радиации воздействует сильнее, в миллископе есть нулевой прибор, построенный по схеме мостика Уитстона. Этот прибор весьма чувствителен к изменению силы тока. Ток к прибору подается от небольшого генератора переменного тока, приводимого в движение электродвигателем. В генераторе имеется столько полюсов, сколько отверстий в диске. Синхронная работа фотоэлемента и генератора делает возможным фиксировать превалирующее напряжение, исходящее от нити эталонной лампы. При одинаковой степени накала лампы и поверхности детали прибор показывает нуль.
___Миллископ может быть не только указывающим прибором, но и автоматом, регулирующим нагрев и охлаждение. Приведем примеры практического применения газопламенной закалки в ФРГ. Первоначально газопламенную закалку применяли для обработки тисков и наковален; в настоящее время этим способом обрабатывают и другие детали, например, штоки гидравлического пресса (диаметр 300 мм, длина 4 м) и ползуны. Ползун в течение 32 мин закаливается по наружному диаметру на машине, устройство которой аналогично токарному станку, причем расходуется 50 м3 светильного газа и 30 м3 кислорода.
___Шток закаливают на машине с кольцевой горелкой, которая охватывает шток и перемещается со скоростью 90 мм/мин. Рабочий вручную регулирует скорость в соответствии с сигналами миллископа. Миллископ перемещается вместе с горелкой и непрерывно измеряет температуру на поверхности штока. Газопламенная закалка производится несколькими методами: последовательной закалкой, кольцевым, комбинированным и стационарным.
___При последовательной закалке деталь неподвижна. Горелка и спреер перемещаются вдоль поверхности. При кольцевом методе горелка неподвижна, вращается деталь. Спреер приводится в движение, когда деталь под горелкой нагрелась до надлежащей температуры на заданную глубину. При комбинированной закалке с вращением горелка и спреер перемещаются вдоль вращающейся детали. Стационарный метод применяют для местной закалки; деталь устанавливается в положение, при котором спреер размещается над нагретой поверхностью, а горелка в это время нагревает другой участок детали. Так обрабатываются коленчатые и распределительные валы автомобильных двигателей. На заводе Bochum Ferrein для закалки поверхностей направляющих станин применяют специальные каретки, движущиеся по рельсам. На одной установке можно обрабатывать несколько типов деталей. Интересна обработка поверхности валков пресса для угольных брикетов.
___Валки имеют наружный диаметр 990 мм. При обработке валки вращаются, а кольцевая горелка неподвижна. Время нагрева 19 мин, время охлаждения в масле 20 мин. Расход светильного газа 280 м3/ч и кислорода 172 м3/ч. Интересна машина для закалки шеек коленчатого вала. Вал вращается в центрах. По мере нагрева вал перемещается в положение, при котором нагретые шейки охлаждаются спреером. Время охлаждения шеек определяется экспериментально с таким расчетом, чтобы после закалки произошел само- отпуск.
___Для предотвращения коробления вала сначала нагревают и закаливают шатунные шейки, затем коренные. Переход от одной шейки вала к другой происходит автоматически. На заводе Machinen Fabrik Deutschland производят закалку головок рельсов железнодорожных крестовин. Закалка рельсов производится аналогично закалке направляющих станков, т. е. с помощью каретки, на которой смонтированы горелка и спреер, движущиеся по направляющим. Цикл закалки автоматизирован при помощи миллископа.
___При большой глубине закалки применяют двойные горелки и спрееры, расположенные последовательно на некотором расстоянии друг от друга. Установка позволяет обрабатывать сразу два рельса, расположенных на столах по бокам каретки. Фирма Fischer und Schmidt имеет машины для закалки сложных деталей, например для обработки боковых поверхностей траков. Нагрев здесь также производят газовым пламенем из смеси светильного газа и кислорода.
___На заводе Wagner газопламенная закалка применяется для шестерен крупного модуля. Закалку производят или при вращении шестерни, или по способу «зуб за зубом». Выбор способа зависит от модуля зуба. Закалка шестерен при вращении их применяется также в Англии. Шестерня вращается со скоростью 40 об/мин и прогревается до заданной температуры и глубины, после чего погружается в закалочный бак с маслом. При обработке по методу «зуб за зубом» нагрев производят с каждой стороны зуба последовательно или одновременно с двух сторон двумя горелками. Регулировка аппаратуры производится копирными кулачками. Это позволяет обрабатывать на установке шестерни разного модуля.
___У шестерен модуля 8—10 производят не только закалку поверхности зубьев, но и впадин, что повышает усталостную прочность шестерен. Цикл работы установки состоит из нагрева двух зубьев по редкой, установленной в промежутке между ними, и охлаждения спреером. Когда нагрев произведен, горелка поднимается кверху, ее место занимает спреер. Горелка опускается в соседний промежуток зубьев шестерни, которая повернулась на один зуб. Горелки имеют форму, соответствующую профилю зуба.
___Перегрев зубьев предотвращают два миллископа: один замеряет температуру на вершине зуба, а второй — во впадине. Когда вершина зуба нагревается до установленной температуры, миллископ уменьшает подачу кислорода через пульсирующий клапан. Когда второй миллископ зафиксирует нужную температуру во впадине, он включит контакт погружения шестерни в бак для закалки. Подобные станки применяются для закалки цепных колес. Колесо диаметром 685 мм с 13 зубьями нагревается за 25 мин. Расход газа при этом составляет 134 м3 и кислорода — 81 м3. Большое значение при газопламенной. закалке имеет конструкция горелок. Горелки новейшей конструкции (дуралиантные) быстро создают активное пламя, которое легко регулируется. Особенностью их устройства является камера из жароупорной керамики для смешения газа с кислородом и радиации раскаленного газа. Сгорание здесь происходит мгновенно. Раскаленные до высокой температуры стенки камеры создают вихревой поток газов, что способствует быстрому нагреву.
___Нам представлена установка для газопламенной закалки тракторных шестерен с диаметром 200—750 мм и высотой 30—125 мм из стали 1046 с содержанием 0,43—0,50% С и 0,7—1,0% Мn. Установка имеет 24 горелки с керамической насадкой, которая хорошо перемешивает газ с воздухом. Шестерню насаживают на вращающийся шпиндель, закрепляют прижимным кольцом и нагревают. После прогрева шестерню снимают со шпинделя и закаливают в масле на оправке (масло подается на зубья через сопла под давлением). Длительность нагрева и закалки регулируется автоматически. Твердость закаленного зуба равна HRC 59—61, а сердцевины — не ниже НRC 40 после отпуска при температуре 180°С. Шестерни после такой закалки имеют минимальное коробление. Например, шестерня диаметром 550 мм деформируется на 0,25—0,32 мм по наружному диаметру. Перевод шестерен с цементации ,на газопламенный на этом заводе дал экономию, которая еще увеличилась с легированной стали на углеродистую; длительность обработки снизилась на 27%. Газопламенная закалка позволяет производить механическую обработку (на сверление) детали в готовом виде.
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике 7. Термическая обработка металлов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *